場次暴雨水土保持調(diào)查探索與思考

喬殿新,柳慶斌,黨恬敏,李 琦

(1.水利部 水土保持監(jiān)測中心，北京 100055； 2.長島綜合試驗(yàn)區(qū)自然資源局，山東 煙臺 265800;3.黃河水利委員會 黃河上中游管理局，陜西 西安 710021)

暴雨往往會帶來強(qiáng)烈破壞，導(dǎo)致嚴(yán)重水土流失，因此需要加強(qiáng)場次暴雨水土保持調(diào)查和研究。2020年11月14日，習(xí)近平總書記在全面推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會上指出要健全長江水災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警。十九屆五中全會公報(bào)也提出要加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)成效監(jiān)測評估?！吨腥A人民共和國水土保持法》規(guī)定，國務(wù)院水行政主管部門和省、自治區(qū)、直轄市人民政府水行政主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)水土保持監(jiān)測情況，定期對水土流失造成的危害進(jìn)行公告。開展場次暴雨水土保持調(diào)查，科學(xué)掌握水土流失情況及其危害，以及水土保持生態(tài)建設(shè)成效，服務(wù)生態(tài)文明和美麗中國建設(shè)，是當(dāng)前水土保持領(lǐng)域亟待完善的重要工作。

1 場次暴雨水土保持調(diào)查現(xiàn)狀

1.1 開展的主要工作

全國場次暴雨水土保持調(diào)查尚未形成制度，工作開展較少，只在個(gè)別地區(qū)零星開展。

(1)2015年“7·18”子洲縣暴雨調(diào)查。2015年7月18日16時(shí)至17時(shí)40分，子洲縣發(fā)生大暴雨，降雨總量114.0 mm，災(zāi)害嚴(yán)重，全縣直接經(jīng)濟(jì)損失8 855萬元。2015年8月13日至20日，黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局組織開展了暴雨水土保持調(diào)查。通過外業(yè)調(diào)查和資料收集的方法，主要調(diào)查了水土流失和水土保持措施損毀情況。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，暴雨導(dǎo)致淤地壩壩體沖毀，發(fā)生較大災(zāi)害；梯田損毀嚴(yán)重，蓄水保土能力大大下降；林草覆蓋度在50%以下的區(qū)域產(chǎn)生嚴(yán)重的細(xì)溝侵蝕[1]。

(2)2017年“7·26”無定河特大暴雨調(diào)查。2017年7月25日至26日，綏德、子洲無定河流域發(fā)生特大暴雨，最大雨量252.3 mm，最大雨強(qiáng)60.4 mm/h。無定河綏德站26日最大流量3 290 m3/s，為1959年建站以來的最大洪水，最大含沙量為837 kg/m3。綏德縣和子洲縣受災(zāi)嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失81億元。2017年10月12日，水利部水土保持司聯(lián)合中國科學(xué)院科技發(fā)展促進(jìn)局、黃河水利委員會水土保持局和陜西省水土保持局組織開展了水土保持綜合調(diào)查，采用了重點(diǎn)流域衛(wèi)星遙感解譯、典型區(qū)域無人機(jī)航拍、實(shí)地調(diào)查測量和資料收集相結(jié)合的“空天地一體化”調(diào)查方法，調(diào)查評估水土流失狀況。調(diào)查表明，流域內(nèi)606座淤地壩遭受了不同程度破壞；流域內(nèi)土路發(fā)生毀滅性破壞，土路沖溝最深為4.85 m，最寬為3.1 m；削坡填溝造地出現(xiàn)損毀，豁口最大為17 m×2.5 m×2 m；壩地作物被掩埋，羊路溝淤地壩壩內(nèi)玉米幾乎全部被掩埋，泥沙淤積厚度達(dá)1.5 m[2]。

(3)2019年“8·10”臨朐特大暴雨調(diào)查。2019年 8月11日20時(shí)至12日16時(shí)，山東臨朐縣降水量385.4 mm，特大暴雨造成了嚴(yán)重破壞。2019年8月15日至22日，水利部水土保持監(jiān)測中心組織中國科學(xué)院水利部水土保持研究所、黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局、西北大學(xué)等單位開展了水土保持調(diào)查。調(diào)查采用實(shí)地調(diào)查、遙感解譯、資料收集、模型計(jì)算和對比分析等方法，結(jié)合無人機(jī)、RTK(載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分技術(shù))等新技術(shù)，對水土流失、洪水泥沙、河道沖淤、梯田損毀和水土保持措施效益等開展調(diào)查，獲取水土流失災(zāi)害與水土保持措施效益情況。調(diào)查表明，彌河流域(黃山水文站資料)洪水輸沙量36.23萬t，是多年平均年輸沙量的1.65倍。未治理的曾家溝小流域單位面積侵蝕量9 741 t/km2，為多年平均值的4.7倍；梯田切溝平均長度為7.54 m，平均寬度為3.13 m，平均深度為0.49 m；43.5%的道路發(fā)生切溝侵蝕，平均侵蝕深度為11.69 cm；發(fā)生重力侵蝕70處，侵蝕量3.24萬t。重點(diǎn)治理的耿家溝小流域單位面積侵蝕量4 589 t/km2，為多年平均值的4.8倍；梯田切溝平均長度為6.54 m，平均寬度為2.04 m，平均深度為0.39 m；28.7%的道路發(fā)生了切溝侵蝕，平均侵蝕深度為5.78 cm；發(fā)生重力侵蝕110處，侵蝕量4.6萬t。對比分析表明，治理程度高的耿家溝水土流失程度明顯低于未治理的曾家溝，綜合治理效益明顯，水土流失量減少52.89%，無法通行道路減少23.9%，損毀梯田減少40.4%[3]。

1.2 存在的主要問題

(1)認(rèn)識不夠，推動(dòng)不足。水土保持監(jiān)測工作起步晚，發(fā)展還不很完善，不少工作尚未全面開展，場次暴雨水土保持調(diào)查基本屬于空白。各級水行政主管部門對暴雨水土保持調(diào)查的重要性認(rèn)識不夠，缺少主動(dòng)意識，缺乏責(zé)任感和緊迫感，沒有將其列為重要工作安排專項(xiàng)資金予以組織推動(dòng)。

(2)制度欠缺，引領(lǐng)不足。目前全國尚未制定暴雨水土保持調(diào)查的相關(guān)政策，沒有建立、形成工作制度和工作體系，導(dǎo)致各地依據(jù)不足、職責(zé)不清、任務(wù)不明。缺少政策支持和引領(lǐng)，制約了場次暴雨調(diào)查工作的開展。

(3)標(biāo)準(zhǔn)缺失，規(guī)范不足。場次暴雨水土保持調(diào)查處于探索階段，雖然開展了一些調(diào)查工作，但尚未形成系統(tǒng)成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)方法和技術(shù)路線等。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)不足，導(dǎo)致難以規(guī)范開展暴雨調(diào)查工作。

2 場次暴雨水土保持調(diào)查功能定位

場次暴雨水土保持調(diào)查是水土保持監(jiān)測工作的重要內(nèi)容，在掌握和研究實(shí)時(shí)水土流失及災(zāi)害、水土保持成效及措施損毀等方面有其獨(dú)特作用，是其他監(jiān)測不可替代的。

(1)監(jiān)測體系的重要組成。場次暴雨水土保持調(diào)查作為應(yīng)急監(jiān)測，是水土保持監(jiān)測體系不可或缺的組成部分，是水土保持監(jiān)測系統(tǒng)性和完整性的重要內(nèi)容。場次暴雨水土保持調(diào)查有力補(bǔ)充了水土保持常規(guī)監(jiān)測難以捕捉的水土流失災(zāi)害、水土保持措施損毀情況等內(nèi)容，健全了水土保持監(jiān)測要素，補(bǔ)充了水土保持監(jiān)測內(nèi)容，完善了監(jiān)測全覆蓋內(nèi)涵。

(2)水土流失實(shí)時(shí)監(jiān)測的重要手段。場次暴雨水土保持調(diào)查的水土流失為實(shí)時(shí)水土流失，即暴雨造成的水土流失，是實(shí)際發(fā)生的水土流失，調(diào)查結(jié)果更加客觀真實(shí)。開展場次暴雨水土保持調(diào)查，為區(qū)域水土流失實(shí)時(shí)監(jiān)測提供了參考。

(3)水土流失災(zāi)害調(diào)查的重要依托。調(diào)查場次暴雨造成的水土流失災(zāi)害是場次暴雨調(diào)查的主要內(nèi)容。災(zāi)害調(diào)查主要包括水土保持措施損毀、耕地破壞(含養(yǎng)分流失和耕地掩埋)、泥沙淤積、道路毀壞、面源污染等內(nèi)容，范圍大，要素多，為掌握水土流失災(zāi)害提供了重要支撐。

(4)水土保持效益評估的重要抓手。調(diào)查暴雨條件下的水土保持作用和效益，特別是通過對不同水土流失治理程度小流域的對比調(diào)查，為水土保持效益分析和水土保持成效評估提供了數(shù)據(jù)支撐。

3 場次暴雨水土保持調(diào)查與相關(guān)監(jiān)測的關(guān)系

(1)場次暴雨水土保持調(diào)查特點(diǎn)。場次暴雨水土保持調(diào)查屬于應(yīng)急調(diào)查，目的是了解水土流失及其災(zāi)害，水土保持成效及措施損毀情況，存在諸多不確定性，具有時(shí)間不定、地點(diǎn)不定、范圍不定、頻次不定等特點(diǎn)。選擇不同小流域開展對比分析，是場次暴雨水土保持調(diào)查的技術(shù)特色。

(2)與監(jiān)測站點(diǎn)定位觀測的關(guān)系。監(jiān)測站點(diǎn)定位觀測目的是率定水土流失因子參數(shù)、水土流失危害定額、水土保持效益定額、水土保持措施配置等。其觀測地點(diǎn)和范圍固定，觀測時(shí)間和頻次相對穩(wěn)定，要設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)施、設(shè)備，確定監(jiān)測指標(biāo)，開展連續(xù)監(jiān)測。場次暴雨水土保持調(diào)查的小流域中如設(shè)有監(jiān)測站點(diǎn)，則監(jiān)測站點(diǎn)的定位觀測數(shù)據(jù)可為場次暴雨水土保持調(diào)查所用。同時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)定位觀測確定的水土流失因子參數(shù)，可用于計(jì)算場次暴雨造成的水土流失。

(3)與區(qū)域年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測的關(guān)系。區(qū)域年度水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測目的是掌握水土流失狀況及變化情況，其監(jiān)測地點(diǎn)、范圍、時(shí)間、頻次固定，一般應(yīng)用遙感解譯和模型計(jì)算方法開展年度監(jiān)測。區(qū)域年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測一般范圍很大，可以覆蓋全國，場次暴雨水土保持調(diào)查一般范圍不大，有時(shí)就一兩條小流域；區(qū)域年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測只側(cè)重于水土流失，場次暴雨水土保持調(diào)查除水土流失外，還注重水土流失災(zāi)害、水土保持成效和措施損毀情況；區(qū)域年度動(dòng)態(tài)監(jiān)測成果為多年平均值，場次暴雨水土保持調(diào)查為當(dāng)次實(shí)際發(fā)生情況。

4 建立場次暴雨水土保持調(diào)查制度

開展場次暴雨水土保持調(diào)查制度研究，推動(dòng)形成工作制度，用制度推進(jìn)工作很有必要也很緊迫。2020年水利部陸桂華副部長對“8·10”臨朐暴雨水土保持調(diào)查成果做出重要批示，要求建立場次暴雨水土保持調(diào)查制度。

(1)建立制度，規(guī)范管理。加強(qiáng)制度建設(shè)，制定、出臺場次暴雨水土保持調(diào)查相關(guān)政策文件，建立成果整匯編制度，建立研討和協(xié)作等機(jī)制，形成場次暴雨水土保持調(diào)查制度體系。各地要規(guī)范場次暴雨水土保持調(diào)查工作管理，加大組織推動(dòng)，加強(qiáng)檢查指導(dǎo)，強(qiáng)化經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和交流，促進(jìn)場次暴雨水土保持調(diào)查高質(zhì)量發(fā)展。

(2)科學(xué)分工，協(xié)同開展。場次暴雨調(diào)查工作分水利部、省、市三級組織實(shí)施，逐步實(shí)現(xiàn)場次暴雨水土保持調(diào)查全國覆蓋。水利部水土保持監(jiān)測中心和流域監(jiān)測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)跨省或重要區(qū)域的調(diào)查，每年至少各開展一次。省級水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)跨市和無水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)市的調(diào)查，市級水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)轄區(qū)的調(diào)查，逐步實(shí)現(xiàn)應(yīng)查盡查。

(3)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有序?qū)嵤?。建立健全場次暴雨水土保持調(diào)查技術(shù)規(guī)范，統(tǒng)一調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)查內(nèi)容、調(diào)查方法、技術(shù)路線、調(diào)查成果等，確保全國按要求統(tǒng)一實(shí)施，保證工作的標(biāo)準(zhǔn)化。制訂年度調(diào)查方案，按計(jì)劃有序開展，做到時(shí)效性與安全性相統(tǒng)一。在暴雨結(jié)束后安全可行的第一時(shí)間開展，盡量避免現(xiàn)場發(fā)生人為變化，影響調(diào)查效果。

(4)加強(qiáng)分析，加大應(yīng)用。開展場次暴雨水土保持調(diào)查成果年度整匯編，分級實(shí)施，由水利部水土保持監(jiān)測中心組織完成全國數(shù)據(jù)的整匯編，主要成果可納入《中國水土保持公報(bào)》，每年向社會發(fā)布。加強(qiáng)調(diào)查成果大數(shù)據(jù)深加工和關(guān)聯(lián)分析，探索暴雨水土流失及其產(chǎn)沙規(guī)律，研究建立水土流失預(yù)報(bào)等模型，服務(wù)水土流失預(yù)報(bào)預(yù)警，為管理和決策提供技術(shù)支撐。

5 開展場次暴雨水土保持調(diào)查的保障措施

(1)提高認(rèn)識，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)。各地應(yīng)提高認(rèn)識，高度重視開展場次暴雨水土保持調(diào)查工作的重要性和必要性，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，落實(shí)責(zé)任，加大工作力度。應(yīng)將場次暴雨水土保持調(diào)查作為各級水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)的重要工作，納入工作計(jì)劃，制訂實(shí)施方案，有序有力推動(dòng)，盡早實(shí)現(xiàn)轄區(qū)全覆蓋，應(yīng)調(diào)查全調(diào)查。

(2)保障經(jīng)費(fèi)，持續(xù)開展。按照中央與地方事權(quán)和財(cái)權(quán)劃分，各級水土保持監(jiān)測機(jī)構(gòu)應(yīng)分別積極申請場次暴雨水土保持調(diào)查財(cái)政經(jīng)費(fèi)，力爭納入經(jīng)常性預(yù)算科目，足額落實(shí)調(diào)查經(jīng)費(fèi)。通過穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)支持，保障調(diào)查工作的順利實(shí)施和持續(xù)開展。

(3)加強(qiáng)能力建設(shè)，提升工作水準(zhǔn)。積極開展場次暴雨水土保持調(diào)查技術(shù)培訓(xùn)工作，普及相關(guān)的調(diào)查技術(shù)，增強(qiáng)工作人員的技術(shù)能力和工作水平。配備調(diào)查所需的軟硬件設(shè)備，推廣高新技術(shù)和高端設(shè)備應(yīng)用，提升調(diào)查科技含量和成果水平。

(4)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提高調(diào)查質(zhì)量。加強(qiáng)場次暴雨水土保持調(diào)查關(guān)鍵技術(shù)研究，特別是損毀水土保持措施影像識別、土壤養(yǎng)分損失快速判定等，突破技術(shù)瓶頸，提高調(diào)查質(zhì)量。推動(dòng)遙感影像智能解譯和調(diào)查數(shù)據(jù)智慧分析工作開展，提升工作效能，提高調(diào)查智慧化水平。